(57)【要約】【課題】クロック停止状態からの動作状態への遷移において、ホストへの応答遅延を低減する。【解決手段】本発明の一実施形態にかかるＨＤＤ１は、スタンバイ・モードにおいて、システム・クロックを停止する。スタンバイ・モードにあるＨＤＤ１は、ホスト５１から指示を受信すると、システム・クロックを生成する発振器の発振を再開する。ＨＤＤ１は主発振器２３１と急速発振器２３２の二つの発振器を備えている。この二つの発振器を切り替えて利用することによって、スタンバイ・モードによる消費電力の低減と共に、ホストへのコマンド応答時間を短縮する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホストからの指示に基づいて停止状態から発振を開始する第１及び第２の発振器と、
発振を開始した前記第１の発振器からのクロック信号に従って前記ホストからのコマンドに対応した動作を開始し、その後に動作クロック信号をその第１の発振器から前記第２の発振器に切り替えるコントローラと、
を備えるデータ記憶装置。
【請求項２】
前記第１の発振器は、前記第２の発振器よりも発振安定までの時間が短い、請求項１に記載のデータ記憶装置。
【請求項３】
記録ディスクを回転するモータをさらに備え、
前記コントローラは、前記モータの回転開始後に前記動作クロック信号を前記第１の発振器から前記第２の発振器に切り替える、
請求項２に記載のデータ記憶装置。
【請求項４】
前記コントローラは、データ転送を伴うコマンドに従って、前記第１の発振器からのクロック信号によってそのデータ転送処理を開始する、請求項２に記載のデータ記憶装置。
【請求項５】
前記コントローラは、前記データ転送が停止している間に前記第１の発振器から前記第２の発振器に切り替え、その第２の発振器からのクロック信号に従って記録ディスクへアクセスするための処理を実行する、請求項４に記載のデータ記憶装置。
【請求項６】
データを記録する記録ディスクと、そのデータを一時的に保存するバッファとをさらに備え、
前記コントローラは、前記ホストから受信したリード・コマンドの全対応データが前記バッファに格納されている場合、前記第１の発振器から前記第２の発振器に切り替えることなく、その対応データの転送処理を前記第１の発振器からのクロック信号に従って実行する、請求項１に記載のデータ記憶装置。
【請求項７】
記録ディスクを回転するモータをさらに備え、
前記コントローラは、データ転送を伴う前記ホストからのコマンドに従って、前記第１の発振器からのクロック信号によってそのデータ転送処理を開始し、前記データ転送が停止している間に前記第１の発振器から前記第２の発振器に切り替え、前記前記モータの回転安定後にその第２の発振器からのクロック信号に従って前記記録ディスクへアクセスするための処理を実行する、
請求項１に記載のデータ記憶装置。
【請求項８】
前記第１及び第２の発振器とは、前記ホストからの指示に従って同時に発振を開始する、請求項２に記載のデータ記憶装置。
【請求項９】
クロック停止状態にあるパワー・セーブ・モードからの復帰指示をホストから受信し、
前記復帰指示に基づいて第１及び第２の発振器の発振を開始し、
前記第１の発振器からのクロック信号に従って前記ホストからのコマンド対応処理を開始し、
前記第１の発振器から前記第２の発振器に切り替えて、その第２の発振器からのクロック信号に従って処理を実行する、
データ記憶装置におけるコマンド実行方法。
【請求項１０】
前記第１の発振器は、前記第２の発振器よりも発振安定まので時間が短い、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記コマンドに対応して記録ディスクを回転するモータの回転を始動し、前記モータの回転始動後に前記第１の発振器から前記第２の発振器に切り替える、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
データ転送を伴うコマンドを前記ホストから受信した場合、前記第１の発振器からのクロック信号に従ってそのデータ転送を開始し、
前記データ転送が停止している間に前記第１の発振器から前記第２の発振器に切り替え、その第２の振器からのクロック信号に従って記録ディスクへアクセスするための処理を実行する、
請求項９に記載の方法。
【請求項１３】
データ転送を伴うコマンドを前記ホストから受信した場合、前記第１の発振器からのクロック信号に従ってそのデータ転送を開始し、
前記コマンドに対応して記録ディスクを回転するモータの回転を始動し、
前記データ転送が停止している間に前記第１の発振器から前記第２の発振器に切り替え、
前記モータの回転安定後に前記第２の発振器からのクロック信号に従って前記記録ディスクへアクセスするための処理を実行する、
請求項９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はデータ記憶装置及びそのコマンド実行方法に関し、特に、クロック停止状態から動作状態へ遷移する場合におけるデータ記憶装置の処理制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
データ記憶装置として、光ディスク、磁気テープあるいは半導体メモリなどの様々な態様のメディアを使用する装置が知られているが、その中で、ハードディスク・ドライブ（ＨＤＤ）は、コンピュータの記憶装置として広く普及し、現在のコンピュータ・システムにおいて欠かすことができない記憶装置の一つとなっている。さらに、コンピュータにとどまらず、動画像記録再生装置、カーナビゲーション・システム、携帯電話、あるいはデジタル・カメラなどで使用されるリムーバブルメモリなど、ＨＤＤの用途は、その優れた特性により益々拡大している。
【０００３】
ＨＤＤの用途拡大に伴い、特に携帯端末に使用されるＨＤＤにおいて、消費電力の低減が重要な課題の一つとなっている。このため、通常動作モードに加え、スタンバイ・モードやスリープ・モードと呼ばれるパワー・セーブ・モードが、ＨＤＤにおいて適用されている。ＨＤＤは、ホストからのコマンドに従って、あるいは、ホストからのアクセスが規定時間を越えてない場合などに自己処理として、パワー・セーブ・モードに移行する。
【０００４】
パワー・セーブ・モードにおいて、ＨＤＤはアクチュエータをランプに移動し、磁気ディスクの回転を停止しあるいは所定の回路の動作を停止する。これによって、ＨＤＤの消費電力を低減することができる。パワー・セーブ・モードは、停止する回路の種類によっていくつかのものが知られているが、そのうちの一つとして、システム・クロック信号の発振を停止するものが知られている。システム・クロック信号の停止により、それによって動作する回路の全てが停止し、消費源力の低減に大きく寄与する（例えば、特許文献１を参照）。なお、システム・クロック信号を停止しいる場合においても、電源は供給されているため、システム・クロック信号を再開することによって、各回路を動作状態に復帰させることができる。
【０００５】
上述のように、パワー・セーブ・モードにおいてシステム・クロック信号を停止する場合、通常動作モードへの復帰のためにホストからのコマンドに応答して発振器（ＰＬＬ）の発振を再開し、システム・クロック信号を生成することが必要である。このとき、発振器の発振周波数が安定化してから、コマンドに対応した動作を実行することが必要とされる。しかし、通常の発振器が安定するまでの時間は１０ｍｓのオーダである。このため、パワー・セーブ・モードにおいてシステム・クロック信号を停止する場合、ホストからのコマンドに対する応答時間について、十分なパフォーマンスを示すことはできない。また、コマンド応答時間が長いことは通常モードにある時間が長くなることにつながり、消費電力の増加にもつながる。
【特許文献１】特開平７−２０１１１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、発振安定までの時間が短い急速発振器が知られている。この急速発振器の発振安定までの時間は数十ｎｓであり、ホストからのコマンドに対する応答時間において十分なパフォーマンスを実現することができる。しかし、急速発振器の発振周波数の精度は一般に低いため、急速発振器からのクロック信号を使用してはＨＤＤ内の全ての処理を実行することはできない。特に、トラック・フォロにおいて必要なクロック周波数精度を急速発振器に求めることは難しい。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の態様に係るデータ記憶装置は、ホストからの指示に基づいて停止状態から発振を開始する第１及び第２の発振器と、発振を開始した前記第１の発振器からのクロック信号に従って前記ホストからのコマンドに対応した動作を開始し、その後に動作クロック信号をその第１の発振器から前記第２の発振器に切り替えるコントローラを備えるものである。発振器を停止することによって消費電力を低減し、また、二つの発振器を備えることでデータ記憶装置に応じた停止状態からの復帰処理を行うことができる。
【０００８】
前記第１の発振器は、前記第２の発振器よりも発振安定までの時間が短いことが好ましい。これによって、ホストへの応答を迅速に行うと共にデータ記憶装置内における各処理を必要なクロック精度で実行することができる。さらに、記録ディスクを回転するモータをさらに備え、前記コントローラは、前記モータの回転開始後に前記動作クロック信号を前記第１の発振器から前記第２の発振器に切り替えることが好ましい。これによって、第２の発振器の発振安定化までの時間とモータ回転の安定化までの時間とをオーバーラップさせて、トータルの遅延時間を短縮することができる。
【０００９】
また、前記コントローラは、データ転送を伴うコマンドに従って、前記第１の発振器からのクロック信号によってそのデータ転送処理を開始することが好ましい。これによって、ホストへの応答遅延を防止することができる。さらに、前記コントローラは、前記データ転送が停止している間に前記第１の発振器から前記第２の発振器に切り替え、その第２の発振器からのクロック信号に従って記録ディスクへアクセスするための処理を実行することが好ましい。データ転送が停止している間に切り替えることで、データ転送エラーを防止することができる。
【００１０】
データを記録する記録ディスクと、そのデータを一時的に保存するバッファとをさらに備え、前記コントローラは、前記ホストから受信したリード・コマンドの全対応データが前記バッファに格納されている場合、前記第１の発振器から前記第２の発振器に切り替えることなく、その対応データの転送処理を前記第１の発振器からのクロック信号に従って実行することが好ましい。これによって、不要な処理を行うことなく迅速にホストからのコマンドに応答することができる。
【００１１】
記録ディスクを回転するモータをさらに備え、前記コントローラは、データ転送を伴う前記ホストからのコマンドに従って、前記第１の発振器からのクロック信号によってそのデータ転送処理を開始し、前記データ転送が停止している間に前記第１の発振器から前記第２の発振器に切り替え、前記前記モータの回転安定後にその第２の発振器からのクロック信号に従って前記記録ディスクへアクセスするための処理を実行することが好ましい。
【００１２】
本発明の他の態様に係るデータ記憶装置におけるコマンド実行方法は、クロック停止状態にあるパワー・セーブ・モードからの復帰指示をホストから受信し、前記復帰指示に基づいて第１及び第２の発振器の発振を開始し、前記第１の発振器からのクロック信号に従って前記ホストからのコマンド対応処理を開始し、前記第１の発振器から前記第２の発振器に切り替えて、その第２の発振器からのクロック信号に従って処理を実行するものである。発振器を停止することによって消費電力を低減し、また、二つの発振器を備えることでデータ記憶装置に応じた停止状態からの復帰処理を行うことができる。
【００１３】
前記第１の発振器は、前記第２の発振器よりも発振安定まので時間が短いことが好ましい。これによって、ホストへの応答を迅速に行うと共に、データ記憶装置内における各処理を必要なクロック精度で実行することができる。さらに、前記コマンドに対応して記録ディスクを回転するモータの回転を始動し、前記モータの回転始動後に前記第１の発振器から前記第２の発振器に切り替えることが好ましい。これによって、第２の発振器の発振安定化までの時間とモータ回転の安定化までの時間とをオーバーラップさせて、トータルの遅延時間を短縮することができる。
【００１４】
データ転送を伴うコマンドを前記ホストから受信した場合、前記第１の発振器からのクロック信号に従ってそのデータ転送を開始し、前記データ転送が停止している間に前記第１の発振器から前記第２の発振器に切り替え、その第２の振器からのクロック信号に従って記録ディスクへアクセスするための処理を実行することが好ましい。これによって、データ転送エラーを防止することができる。
【００１５】
データ転送を伴うコマンドを前記ホストから受信した場合、前記第１の発振器からのクロック信号に従ってそのデータ転送を開始し、前記コマンドに対応して記録ディスクを回転するモータの回転を始動し、前記データ転送が停止している間に前記第１の発振器から前記第２の発振器に切り替え、前記モータの回転安定後に前記第２の発振器からのクロック信号に従って前記記録ディスクへアクセスするための処理を実行することが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、データ記憶装置における消費電力を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に、本発明の好ましい実施の形態を説明する。説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略及び簡略化がなされている。又、各図面において、同一要素には同一の符号が付されており、説明の明確化のため、必要に応じて重複説明は省略されている。
【００１８】
本形態は、データ記憶装置において、クロック停止状態から動作状態に遷移する場合におけるクロック制御に関する。発振開始からの安定時間が短いクロック源と安定時間が長いが周波数精度のよい高いクロック源とを用意し、それらを切り替えて使用する。これによって、クロック停止状態からの処理開始時間の短縮を図ると共に、データ記憶装置内の正確で安定した動作を実現する。特に、クロック停止を伴うパワー・セーブ・モードからの復帰処理において、ホストへの応答時間を短縮する共に、高い周波数精度を必要とするメディア・アクセスなどの処理を安定して実行することができる。
【００１９】
本形態においては、データ記憶装置の一例であるハードディスク・ドライブ（ＨＤＤ）を例として、本発明のクロック制御を説明する。そこで、本発明の理解の容易のため、最初に、ＨＤＤの全体構成を説明する。図１は、本実施の形態に係るＨＤＤ１の全体構成を模式的に示すブロック図である。図１に示すように、ＨＤＤ１は、密閉されたエンクロージャ１０内に、記録ディスク（メディア）の一例である磁気ディスク１１、ヘッド・スライダ１２、アーム電子回路（ＡＥ：Arm Electronics）１３、スピンドル・モータ（ＳＰＭ）１４、ボイス・コイル・モータ（ＶＣＭ）１５、そしてアクチュエータ１６を備えている。
【００２０】
ＨＤＤ１は、さらに、エンクロージャ１０の外側に固定された回路基板２０を備えている。回路基板２０上には、リード・ライト・チャネル（Ｒ／Ｗチャネル）２１、モータ・ドライバ・ユニット２２、ハードディスク・コントローラ（ＨＤＣ）とＭＰＵの集積回路（ＨＤＣ／ＭＰＵ）２３及びＲＡＭ２４などの各ＩＣを備えている。尚、各回路構成は一つのＩＣに集積すること、あるいは、複数のＩＣに分けて実装することができる。
【００２１】
外部ホスト５１からのユーザ・データは、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３によって受信され、Ｒ／Ｗチャネル２１、ＡＥ１３を介して、ヘッド・スライダ１２によって磁気ディスク１１に書き込まれる。また、磁気ディスク１１に記憶されているユーザ・データはヘッド・スライダ１２によって読み出され、そのユーザ・データは、ＡＥ１３、Ｒ／Ｗチャネル２１を介して、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３から外部ホスト５１に出力される。
【００２２】
磁気ディスク１１は、ＳＰＭ１４に固定されている。ＳＰＭ１４は所定の速度で磁気ディスク１１を回転する。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３からの制御データに従って、モータ・ドライバ・ユニット２２がＳＰＭ１４を駆動する。本例の磁気ディスク１１はデータを記録する記録面を両面に備え、また、各記録面に対応するヘッド・スライダ１２が設けられている。各ヘッド・スライダ１２は、磁気ディスク１１上を浮上する（飛行する）スライダと、スライダに固定され磁気信号と電気信号との間の変換を行うトランスデューサとしてのヘッド素子部とを備えている。
【００２３】
各ヘッド・スライダ１２はアクチュエータ１６の先端部に固定されている。アクチュエータ１６はＶＣＭ１５に連結され、回動軸を中心に回動することによって、ヘッド・スライダ１２を回転する磁気ディスク１１上においてその半径方向に移動する。モータ・ドライバ・ユニット２２は、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３からの制御データ（ＤＡＣＯＵＴと呼ぶ）に従ってＶＣＭ１５を駆動する。なお、磁気ディスク１１は、１枚以上あればよく、記録面は磁気ディスク１１の片面あるいは両面に形成することができる。
【００２４】
ＡＥ１３は、複数のヘッド・スライダ１２（ヘッド素子部）の中から磁気ディスク１１へのアクセスを行う１つのヘッド・スライダ１２を選択し、選択されたヘッド・スライダ１２により再生される再生信号（リード信号）を一定のゲインで増幅（プリアンプ）し、Ｒ／Ｗチャネル２１に送る。また、Ｒ／Ｗチャネル２１からの記録信号（ライト信号）を選択されたヘッドに送る。
【００２５】
Ｒ／Ｗチャネル２１は、リード処理において、ＡＥ１３から供給されたリード信号を一定の振幅となるように増幅し、取得したリード信号からデータを抽出し、デコード処理を行う。読み出されるデータは、ユーザ・データとサーボ・データを含む。デコード処理されたリード・ユーザ・データは、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３に供給される。また、ライト処理において、Ｒ／Ｗチャネル２１はＨＤＣ／ＭＰＵ２３から供給されたライト・データをコード変調し、更にコード変調されたライト・データをライト信号に変換してＡＥ１３に供給する。
【００２６】
ＨＤＣ／ＭＰＵ２３において、ＭＰＵはＲＡＭ２４にロードされたマイクロ・コードに従って動作する。ＨＤＤ１の起動に伴い、ＲＡＭ２４には、ＭＰＵ上で動作するマイクロ・コードの他、制御及びデータ処理に必要とされるデータが磁気ディスク１１あるいはＲＯＭ（不図示）からロードされる。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、リード／ライト処理制御、コマンド実行順序の管理、サーボ信号を使用したヘッド・スライダ１２のポジショニング制御（サーボ制御）、インターフェース制御、ディフェクト管理などのデータ処理に関する必要な処理の他、ＨＤＤ１の全体制御を実行する。
【００２７】
本形態のＨＤＤ１は、消費電力低減のため、スタンバイ・モードと呼ばれるパワー・セーブ・モードの一つを備えている。スタンバイ・モードにおいて、電源はＯＮとなっているが、ＨＤＤ１はシステム・クロック信号を停止する。このため、実質的に全ての回路が動作を停止している。スタンバイ・モードにあるＨＤＤ１は、ホスト５１から指示を受信すると、システム・クロック信号を生成する発振器の発振を再開し、そのシステム・クロック信号に従って処理動作を行う。なお、本例では一つのパワー・セーブ・モードを例として説明するが、ＨＤＤ１は複数のパワー・セーブ・モードを備え、クロック信号を生成する発振器が停止する他のパワー・セーブ・モードからの復帰処理に、本形態を適用することができる。
【００２８】
図２に示すように、本形態のＨＤＤ１は、システム・クロック信号を生成する発振器（ＰＬＬ）を複数備えている。具体的には、ＨＤＤ１は、第２の発振器の一例である主発振器２３１と、第１の発振器の一例である急速発振器２３２の、二つの発振器を備えている。この二つの発振器を切り替えて利用することによって、スタンバイ・モードによる消費電力の低減と共に、ホストへのコマンド応答時間を短縮する。さらに、応答時間を短縮することで動作モードにある時間を短縮し、ＨＤＤ１の消費電力低減に寄与することができる。
【００２９】
主発振器２３１と急速発振器２３２とは、本例において、ＨＤＣ／ＭＰＵ２３内に実装されている。ＨＤＣ／ＭＰＵ２３内の内部回路２３３、Ｒ／Ｗチャネル２１、ホスト５１との間のデータ転送のためのバッファ２４１を含むＲＡＭ２４及びモータ・ドライバ・ユニット２２のそれぞれは、主発振器２３１もしくは急速発振器２３２から供給されるシステム・クロック信号に従って動作する。
【００３０】
ＨＤＤ１は、通常動作において主発振器２３１を使用する。主発振器２３１は高精度のクロック信号を生成し、ＨＤＤ１は、このシステム・クロック信号に従って全ての処理を行うことができる。一方、急速発振器２３２は、発振周波数精度は主発振器２３１に劣るが、発振安定までの時間が主発振器２３１よりも短い。例えば、主発振器２３１は、その発振安定までに１０ｍｓのオーダの時間を必要とするが、急速発振器２３２は３０ｎｓほどでその発振が安定し、主発振器２３１比して発振安定までの時間が実質的にないに等しい。
【００３１】
例えば、主発振器２３１の安定時間は発信源として使用可能になる時間であり、仕様によるが、例えば、発振周波数が＋／−０．１％以内になる時間とすることができる。急速発振器２３２は、主発振器２３１と比較して、周波数の揺らぎ、個体差、温度・電圧依存性、周波数誤差がみな大きい。そのため、例えば、急速発振器２３２の安定時間は、揺らぎ、もしくは誤差を基準周波数の１％以内となる時間とすることができる。
【００３２】
ＨＤＤ１は、スタンバイ・モードから通常動作モードへの復帰において、最初に急速発振器２３２からのシステム・クロック信号に従って動作し、その後、主発振器２３１からのシステム・クロック信号に切り替える。このように、ホスト５１からの指示に応答して急速発振器２３２及び主発振器２３１を起動し、安定時間の短い急速発振器２３２からのシステム・クロック信号で処理を開始することによって、ホスト５１への応答を遅らせることなく処理を進めることができる。その後、主発振器２３１へ切り替えることで、安定してシステム・クロック信号を必要する処理を行うことができる。
【００３３】
具体的な回路動作について説明する。内部回路２３３は、マイクロ・コードに従って動作するＭＰＵとハードウェア論理回路とを備えている。内部回路２３３はこれらを使用して必要な処理を実行する。スタンバイ・モードにおいては、システム・クロック信号が停止しているため、内部回路２３３を含む各回路構成が停止している。このモードにおいて、ホスト５１から指示があると、それに応答して、内部回路２３３内のハードウェアが、主発振器２３１と急速発振器２３２とを起動する。
【００３４】
ＨＤＣ／ＭＰＵ２３は、主発振器２３１と急速発振器２３２とを選択するセレクタ２３４を備えており、スタンバイ・モードに入るときに、セレクタ２３４は急速発振器２３２を選択した状態となっている。スタンバイ・モードから通常動作モードに復帰するとき、急速発振器２３２からのシステム・クロック信号が、セレクタ２３４を介して各回路に供給される。各回路は、急速発振器２３２から供給されたシステム・クロック信号に従って必要な処理を行なう。
【００３５】
その後、必要な場合には、システム・クロック信号を供給する発振器が、急速発振器２３２から主発振器２３１に切り替わる。具体的には、主発振器２３１の発振周波数が安定したタイミングで、内部回路２３３がセレクタ２３４を制御して、急速発振器２３２から主発振器２３１に切り替える。その後は、主発振器２３１からのシステム・クロック信号に従って各回路が動作する。例えば、主発振器２３１は動作安定性を示すレジスタを備えており、内部回路２３３がそのレジスタを参照することによって、主発振器２３１の発振安定の成否を判定することができる。
【００３６】
次に、スタンバイ・モードからの復帰について、具体的な処理を説明する。まず、スタンバイ・モードにおいて、ホスト５１からライト・コマンドが発行される例を、図２のブロック図及び図３のフロー・チャートを参照して説明する。図３に示すように、まず、スタンバイ・モードにあるＨＤＤ１に、ホスト５１からコマンド発行を行うための復帰指示を行う（Ｓ１１）。具体的には、ホスト５１は、ＨＤＤ１のレジスタにライト・コマンドを書き込むため、制御信号（ＣＴＬ）であるＩ／Ｏライト信号をＨＩＧＨからＬＯＷとする。つまり、ストローブ信号の変化が、ＨＤＤ１への復帰指示に相当する。
【００３７】
このストローブの立下りを受信すると、図２に示した内部回路２３３内のハードウェアが、主発振器２３１及び急速発振器２３２を起動する（Ｓ１２）。セレクタ２３４は急速発振器２３２を選択しており、急速発振器２３２からのシステム・クロック信号に従って各回路が動作する。システム・クロック信号が供給されると、内部回路２３３は、ホストからライト・コマンドを受信する（Ｓ１３）。受信したデータは、レジスタに格納される。
【００３８】
ホスト５１からＨＤＤ１にライト・データ（DATA）が転送され（Ｓ１４）、そのデータがバッファ２４１に保存される（Ｓ１５）。さらに、内部回路２３３は、コマンド・レジスタに発行されたコマンドがライト・コマンドであると判定すると、ＳＰＭ１４の回転を開始するため、制御信号（DACOUT）をモータ・ドライバ・ユニット２２に転送する。モータ・ドライバ・ユニット２２は、受信した（DACOUT）に従って、ＳＰＭ１４に電流（SPM CURRENT）を供給し、ＳＰＭ１４が回転を開始する（Ｓ１６）。なお、応答遅延を避けるため、データ転送開始がＳＰＭ１４回転開始よりも前が好ましいが、ＳＰＭ１４回転開始をデータ転送開始よりも前にしてもよい。
【００３９】
内部回路２３３は、ホストから転送されるライト・データが完了している、もしくは、バッファ２４１が満杯であるかを判定する（Ｓ１７）。本例においてライト・キャッシュがＯＮであり、全てのライト・データがバッファ２４１に保存された場合、内部回路２３３がホストにコマンドの完了を通知する。また、バッファ２４１がこれ以上データを格納することができない場合、内部回路２３３はホストにデータ転送の一時停止（PAUSE）を指示する。なお、ＳＰＭ１４は早いタイミングで回転開始することが好ましいが、例えば、Ｓ１７の後としてもよい。
【００４０】
データ転送の完了もしくは一時停止の場合（Ｓ１７におけるＹＥＳ）、内部回路２３３はＳＰＭ１４の回転が安定しているかを判定する（Ｓ１８）。内部回路２３３は、モータ・ドライバ・ユニット２２から安定回転の情報を得ることができる。ＳＰＭ１４が安定回転している場合（Ｓ１８におけるＹＥＳ）、内部回路２３３はセレクタ２３４を制御して、クロック信号供給源を急速発振器２３２から主発振器２３１に切り替える（Ｓ１９）。
【００４１】
なお、このタイミングで主発振器２３１が安定してない場合は切り替えないが、基本的には、このタイミングで主発振器２３１は安定している。ここで、急速発振器２３２から主発振器２３１に切り替えは、上述のようにデータ転送が停止している間に行うことが重要である。データ転送中におけるシステム・クロック周波数の変更は、データ転送エラーの原因となるからである。
【００４２】
磁気ディスク１１へのアクセスにおいて、アクチュエータ１６の正確なポジショニングのために高精度なシステム・クロック信号が必要とされる。クロック信号供給源を急速発振器２３２から主発振器２３１に切り替えることで、磁気ディスク１１へのデータ書き込み処理を開始することができる。
【００４３】
その後、主発振器２３１からの高精度なシステム・クロック信号に従って、バッファ２４１に格納されているライト・データは、内部回路２３３及びＲ／Ｗチャネル２１を介してヘッド・スライダ１２に転送され、磁気ディスク１１に書き込まれる（Ｓ２０）。なお、本例においてはストローブの変化によって復帰指示がなされるが、これに限定されず、ＨＤＤの設計によって、コマンドの発行を復帰指示に対応させることもできる。
【００４４】
上述のシーケンスにおける処理工程のタイミングについて、図４のタイミング・チャートを参照して説明する。主発振器２３１及び急速発振器２３２が発振を開始する（Ｓ１２）と、すぐにライト・コマンドがＨＤＤ１のコマンド・レジスタに書き込まれる（Ｓ１３）。その後、ホスト５１とＨＤＤ１との間のライト・データのデータ転送が行われている間（Ｓ１４、Ｓ１５）、ＳＰＭ１４が回転を開始する（Ｓ１６）。Ｓ１２から所定の時間（例：１０ｍｓ）が経過すると、主発振器２３１の発振周波数が安定化する（MAIN OSCILLATOR STABLED）。
【００４５】
その後、バッファ２４１が満杯になる、もしくは、データ転送が完了し（Ｓ１７）、Ｓ１６から所定時間（例：３００ｍｓ）経過してＳＰＭ１４の回転が安定化していれば（Ｓ１８）、内部回路２３３内のハードウェアがシステム・クロック信号を、急速発振器２３２から主発振器２３１に切り替える（Ｓ１９）。そして磁気ディスク１１へのデータ書き込み処理を、ＨＤＤ１が実行する（Ｓ２０）。データ転送が完了した際に（Ｓ１７）、未だＳＰＭ１４の回転が安定化していなければ、内部回路２３３内のハードウェアは安定化を待って（Ｓ１８）、急速発振器２３２から主発振器２３１に切り替える。
【００４６】
図４のタイミング・チャートから理解されるように、ホスト５１からライト・コマンドに対して急速発振器２３２を使用したデータ転送処理を行うことで、応答遅延を避けることができる。さらに、ＨＤＤ１は、データ転送中にＳＰＭ１４を回転し、その回転を開始した後に急速発振器２３２から主発振器２３１に切り替える。これによって、主発振器２３１が発振を開始してから発振安定するまでの時間と、ＳＰＭ１４の回転安定化までの初期回転処理をオーバーラップさせ、トータルの遅延時間を短縮することができる。
【００４７】
なお、上述の処理において、内部回路２３３は、ホスト５１との間においてデータ転送を行っていないタイミング（転送停止中）であれば、発振器をいつに切り替えてもかまわない。例えば、データ転送が一時停止状態にあり、さらに、主発振器２３１が安定発振している場合、ＳＰＭ１４の回転が不安定な状態であっても、内部回路２３３は急速発振器２３２から主発振器２３１に切り替えることができる。また、上述のように、二つの発振器２３１、２３２は同時に発振を開始することが好ましいが、ホスト５１からの指示に応答して急速発振器２３２の発振開始の後に主発振器２３１が発振を開始してもよい。これらの点は、以下の記載において同様である。
【００４８】
続いて、ＨＤＤ１がホスト５１からリード・コマンドを受信する場合について、図２のブロック図及び図５のフロー・チャートを参照して説明する。まず、スタンバイ・モードにあるＨＤＤ１に、ホスト５１からコマンド発行を行うための復帰指示を行う（Ｓ２１）。具体的には、ホスト５１は、ＨＤＤ１のレジスタにリード・コマンドを書き込むため、制御信号（ＣＴＬ）であるＩ／Ｏライト信号をＨＩＧＨからＬＯＷとする。
【００４９】
このストローブの立下りを受信すると、内部回路２３３内のハードウェアが、主発振器２３１及び急速発振器２３２を起動する（Ｓ２２）。急速発振器２３２からのシステム・クロック信号に従って各回路が動作する。システム・クロックが供給されると、内部回路２３３は、ホストからリード・コマンドを受信する（Ｓ２３）。リード・コマンドは、アクセスする先頭セクタ・アドレスとセクタ長を含んでいる。内部回路２３３は、受信コマンドがリード・コマンドであると判定すると、指定されたデータが、バッファ２４１内に保存されているか（キャッシュ・ヒット）を判定する（Ｓ２４）。
【００５０】
指定されたデータがバッファ２４１に一切保存されていない場合（Ｓ２４におけるＮＯ）、内部回路２３３は、制御信号（DACOUT）をモータ・ドライバ・ユニット２２に送って、ＳＰＭ１４の回転を開始する（Ｓ３３）。内部回路２３３はＳＰＭ１４の回転が安定することを判定する（Ｓ３４）。ＳＰＭ１４が安定回転している場合（Ｓ３４におけるＹＥＳ）、内部回路２３３はセレクタ２３４を制御して、クロック信号供給源を急速発振器２３２から主発振器２３１に切り替える（Ｓ３５）。磁気ディスク１１から読み出されたデータは、Ｒ／Ｗチャネル２１及び内部回路２３３を介してバッファ２４１に格納され（Ｓ３６）、その後、バッファ２４１から内部回路２３３を介してホスト５１に転送される。
【００５１】
指定されたデータがバッファ２４１に保存されているキャッシュ・ヒットの場合（Ｓ２４におけるＹＥＳ）、全てのデータがバッファ２４１に保存されているか、一部のデータのみが保存されているかで処理が異なる。全てのデータがバッファ２４１に保存されている場合（Ｓ２５におけるＹＥＳ）、内部回路２３３は、バッファ２４１に格納されているデータをホスト５１に転送し、コマンドへの処理が完了する。このケースにおいて、ＨＤＤ１はシステム・クロック信号を急速発振器２３２から主発振器２３１に切り替えることなく、急速発振器２３２からのシステム・クロック信号に従った動作のみでリード・コマンドに対応する処理が完了する。
【００５２】
内部回路２３３が、一部のデータのみがバッファ２４１に格納され、他のデータが磁気ディスク１１上に記録されていると判定すると（Ｓ２５におけるＮＯ）、内部回路２３３はホスト５１に対してバッファ２４１にキャッシュされているデータを転送開始する（Ｓ２６）。さらに、内部回路２３３は、制御信号（DACOUT）をモータ・ドライバ・ユニット２２に送って、ＳＰＭ１４の回転を開始する（Ｓ２７）。
【００５３】
キャッシュ・データが全て転送されると（Ｓ２８におけるＹＥＳ）、内部回路２３３はＳＰＭ１４の回転が安定することを判定する（Ｓ２９）。ＳＰＭ１４が安定回転している場合（Ｓ２９におけるＹＥＳ）、内部回路２３３はセレクタ２３４を制御して、クロック信号供給源を急速発振器２３２から主発振器２３１に切り替える（Ｓ３０）。磁気ディスク１１から読み出された（Ｓ３１）データは、Ｒ／Ｗチャネル２１及び内部回路２３３を介してバッファ２４１に格納され、その後、バッファ２４１から内部回路２３３を介してホスト５１に転送される。
【００５４】
上述の一部キャッシュ・ヒットのケースについて、図６のタイミング・チャートを参照して説明する。ホスト５１からの指示に応答して、主発振器２３１及び急速発振器２３２が発振を開始する（Ｓ２２）。この後の処理は、急速発振器２３２からのシステム・クロックに従って実行される。リード・コマンドがＨＤＤ１のコマンド・レジスタに書き込まれる（Ｓ２３）。その後、ＨＤＤ１からホスト５１へのリード・データの転送が行われている（Ｓ２６）。また、ＳＰＭ１４が回転を開始し（Ｓ２７）、このデータ転送の間、ＳＰＭ１４は回転を続ける。所定の時間（例：１０ｍｓ）が経過すると、急速発振器２３２の発振周波数が安定化する（MAIN OSCILLATOR STABLED）。
【００５５】
その後、バッファ２４１が空になる（Ｓ２８）と、Ｓ２７から所定時間（例：３００ｍｓ）経過してＳＰＭ１４の回転が安定化していれば（Ｓ２９）。内部回路２３３内のハードウェアがシステム・クロック信号を、急速発振器２３２から主発振器２３１に切り替える（Ｓ３０）。そして、磁気ディスク１１からのデータ読み出し処理を、ＨＤＤ１が実行する（Ｓ３１）。バッファ２４１が空になった際に（Ｓ２８）、未だＳＰＭ１４の回転が安定化していなければ、内部回路２３３内のハードウェアは安定化を待って（Ｓ２９）、急速発振器２３２から主発振器２３１に切り替える。
【００５６】
図６のタイミング・チャートから理解されるように、ライト・コマンドと同様に、ホスト５１からリード・コマンドに対して急速発振器２３２を使用したデータ転送処理を行うことで、ＨＤＤ１からのコマンドに即座に応答することができる。さらに、ＨＤＤ１は、ホスト５１へのキャッシュ・データ転送中にＳＰＭ１４を回転し、その後に急速発振器２３２から主発振器２３１に切り替える。
【００５７】
これによって、主発振器２３１が発振を開始してから発振安定するまでの時間と、ＳＰＭ１４の回転安定化までの初期回転処理をオーバーラップさせ、トータルの遅延時間を短縮することができる。さらに、データ転送の停止中に発振器を切り替えることによって、システム・クロック周波数変化に伴うデータ伝送エラーの発生を防ぐことができる。
【００５８】
なお、本発明が上記の実施形態に限定されるものではない。当業者であれば、上記の実施形態の各要素を、本発明の範囲において容易に変更、追加、変換することが可能である。例えば、本形態のクロック切り替え制御はパワー・セーブ・モードからの復帰に好適であるが、これに限定されず、クロック停止状態から動作状態へ遷移する他のケースに適用することができる。また、３以上の発振器を使用してもよい。
【００５９】
また、本発明は磁気ディスクに限らず、光ディスクなど他の記録ディスクを使用するデータ記憶装置に適用することができ、記録ディスクが固定されている、あるいは取り外し可能なデータ記憶装置に適用することができる。また、データ転送を伴わないコマンドをホストから受信した場合、データ転送エラーを考慮する必要がないため、データ記憶装置は、主発振器が安定した所望のタイミングにおいて、急速発振器から主発振器に切り替えることができる。なお、急速発振器の安定時間は短いほど好ましいが、主発振器よりも発振安定時間が短い発振器を使用することができる。また、急速発振器に限らず、他の発振器を主発振器と別に備え、それらの発振器の間で切り替え制御を行うように構成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本実施形態において、ハードディスク・ドライブの全体構成を模式的に示すブロック図である。
【図２】本実施形態において、主発振器と急速発振器及びそれらからのクロック信号に従って動作する回路構成を模式的に示すブロック図である。
【図３】本実施形態において、スタンバイ・モードにおいてライト・コマンドを受信した場合の処理を説明するフロー・チャートである。
【図４】本実施形態において、スタンバイ・モードにおいてライト・コマンドを受信した場合の各工程のタイミングを説明するタイミング・チャートである。
【図５】本実施形態において、スタンバイ・モードにおいてリード・コマンドを受信した場合の処理を説明するフロー・チャートである。
【図６】本実施形態において、スタンバイ・モードにおいてリード・コマンドを受信した場合の各工程のタイミングを説明するタイミング・チャートである。
【符号の説明】
【００６１】
１  ハードディスク・ドライブ、１０  エンクロージャ、１１  磁気ディスク
１２  ヘッド・スライダ、１６  アクチュエータ、２０  回路基板
２１  リード・ライト・チャネル、２２  モータ・ドライバ・ユニット
５１  ホスト、２３１  主発振器、２３２  急速発振器、２３３  内部回路
２３４  セレクタ、２４１  バッファ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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